Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Генетический механизм определения пола, основные механизмы хромосомного определения пола
- 23 марта 2023
- 7 минут
- 1 026
Особенности генетического механизма определения пола
Суть генетического механизма в определении пола
Генетическое определение пола — это определенные закономерности наследования разнообразными животными и людьми половых признаков.
Почти всех животные представлены особями двух полов: женским и мужским. По принадлежности к полу расщепление происходит в соотношении 1:1. Это значит, что количество самцов и самок в определенном биологическом виде примерно одинаковое.
Если говорить о растениях, то им свойственна двудомность: женские и мужские цветы располагаются на одном растении.
Прежде чем мы перейдем к генетическим механизмам определения пола, дадим определение понятию «пол».
Пол представляет собой совокупность признаков, по которым особи и клетки разделяются между собой. В основе такого разделения лежат морфологические и физиологические особенности, благодаря которым в процессе полового размножения осуществляется комбинирование в потомках наследственных родительских задатков.
Пол — важная характеристика любого организма, так как от него зависит важнейшее свойство живого организма: самовоспроизведение.
Благодаря ученому Г. Менделю стало известно, что признаки в потомстве расщепляются по определенному признаку в одном случае. А именно, когда особь или родитель была гетерозиготной (то есть, имела генотип Аа) по конкретному признаку, а другая особь обладала рецессивным генотипом и была гомозиготной по гену, имевшему возможность определять половую принадлежность организма.
Т. Морган и его последователи в начале 20 века сформулировали теорию наследования пола, закрепленного генетически. Ими было установлено, что самцы и самки различаются набором хромосом. Такой прорыв дал возможность генетике как науке уйти далеко вперед и начать новый этап в развитии.
Хромосомные пары в организмах обоих полов ничем не различаются. Исключение — одна пара половых хромосом.
Одинаковые пары хромосом в генотипе называются аутосомы.
Половые хромосомы — пара хромосом, которая содержит половые признаки.
Основные механизмы хромосомного определения пола
Рассмотрим основные типы хромосомного определения пола.
Половые хромосомы содержат множество наследуемых вместе с полом признаков. Отличающаяся от других пара хромосом называется парой половых хромосом.
К примеру, у самцов и самок мух дрозофил в каждой клетке есть три пары аутосом и одна пара половых хромосом: у самок — две X-хромосомы, а у самцов — хромосомы X и Y.
Механизм определение пола будущей особи происходит в процессе оплодотворения. Все зависит от того, какая хромосома содержится в сперматозоиде: если X-хромосома, то из оплодотворенной яйцеклетки произойдет развитие самки, если Y-хромосома — самца (соотношение половых хромосом у него будет иметь вид XY).
Такое скрещивание всегда дает соотношение полов, равное 1:1.
Для самок дрозофил характерно образование яйцеклеток, содержащих только X-хромосомы. Поэтому женский пол дрозофил получил название гомогамного. У самцов образуются сперматозоиды либо с хромосомой X, либо с хромосомой Y — в равном соотношении. Поэтому мужской пол называют гетерогаметным.
Как и когда определяется пол человека?
Мужской пол у людей определяется Y-хромосомой: она передается по мужской линии от сына к отцу в процессе оплодотворения. Из этого следует, что пол будущего организма зависит от попадания в зиготу конкретной половой хромосомы отцовского организма.
В Y-хромосоме человека содержит в себе белки генов, необходимых для того, чтобы мужские половые железы и мужские половые признаки нормально развивались. Железы — источник выделения мужских половых гормонов, формирующих половую систему организма.
Механизм определения пола следующий.
Если в ходе оплодотворения сливаются яйцеклетка и сперматозоид, содержащий X-хромосому, то в клетках развивающегося зародыша не будет Y-хромосомы и, соответственно, специфических мужских белков, которые она кодирует. Поэтому в зародыше получат развитие женские половые признаки, а также яичники и половые пути.
У человека и дрозофилы гомогаметный женский пол. У этих двух видов отмечается одинаковость общей схемы наследования пола. Также совпадают и закономерности наследования половых признаков.
Некоторые виды живых организмов отличаются другим хромосомным механизмом определением пола:
- у птиц, бабочек и рептилий самцы гомогамные: их пол обозначается в виде ZZ;
- самки этих особей являются гетерогаметными: они обозначаются как ZW.
К слову, обозначения выше — условные: латинские буквы можно менять на другие, но важно соблюдать правильную закономерность.
В случае партеногенетического размножения ZW-видов рождаются только самцы. Так происходит у комодских варанов (varanus komodoensis).
Отдельные насекомые, такие как прямокрыле, к примеру, отличаются наличием всего одной хромосомы в половом наборе самцов. Этот половой набор обозначается как XO. Самки являются гомогаметными: генетический набор имеет вид XX.
Для пчел и муравьев вообще не свойственно хромосомное определение пола, так как половые хромосомы у них вообще отсутствуют. Для самок характерны клетки тела с диплоидным набором, а для самцов характерно развитие при помощи партеногенеза.
Для такого тапа полового размножения свойственно:
- отсутствие оплодотворения;
- «запуск» процесса деления в случае накопления нужного количества питательных веществ внутри половой клетки.
Образованные при помощи партеногенеза самцы отличаются гаплоидным набором хромосом. Сперматозоиды у самцов развиваются без мейоза, поэтому сокращение хромосомного набора бессмысленно.
У крокодилов тоже нет половых хромосом. Развивающийся при оплодотворении в яйце зародыш получает определенный пол в результате определенных температурных условий окружающей среды. Высокая температура формирует самок, а низкая — самцов.
Генетический механизм определения пола для различных организмов свой. Почти всегда он имеет определенные оригинальные особенности, зависящие от ряда факторов.
